用于建筑外墻的保溫材料主要包括3大類,一類是以礦物棉和玻璃棉為主的無機保溫棉材料,通常認定為不燃性材料;一類是以膠粉聚苯顆粒保溫漿料為主的有機無機復合保溫材料,通常認定為難燃性材料;另一類是以聚苯板、聚氨酯和酚醛為主的有機保溫材料,通常認定為可燃性材料。接下來分析一下保溫材料的熱分解與燃燒性:
1、保溫棉材料不燃材料的燃燒特性:通常在常溫條件下它們的導熱系數(shù)通常在0.036~0.041W/(m·K)之間,其本身屬無機質(zhì)硅酸鹽纖維,不可燃,但在加工成制品的過程中,有時要加入有機粘結(jié)劑或添加物,這些對制品的燃燒性能會產(chǎn)生一定的影響。因此,巖棉、礦渣棉制品的燃燒性能取決于其中可燃性粘結(jié)劑的多少。
2、膠粉聚苯顆粒的熱分解與燃燒特性:膠粉聚苯顆粒保溫漿料是一種有機無機復合的保溫隔熱材料,聚苯顆粒的體積大約在80%左右,導熱系數(shù)為0.06W/(m·K),燃燒等級為B1級,屬于難燃材料。膠粉聚苯顆粒在受熱時,通常包含的聚苯顆粒會軟化并熔化,但不會發(fā)生燃燒。
3、聚苯乙烯的熱分解與燃燒特性:聚苯乙烯泡沫材料是熱塑性高分子保溫隔熱材料,導熱系數(shù)為0.041W/(m·K)。受熱時,通常發(fā)生軟化和熔化。聚苯板的熱變形溫度僅為70~98℃,差異取決于選用配方和后處理方法,玻璃化溫度為100℃。聚苯乙烯全部由碳氫元素組成,本質(zhì)上極易燃燒,未經(jīng)阻燃處理,氧指數(shù)僅為18%;燃燒時熱釋放量較大,同時生成大量煙,受火后收縮、熔化,導致外保溫系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生空腔,轟燃狀態(tài)下燃燒劇烈,燃燒的滴落物具有引燃性。
4、聚氨酯的熱分解與燃燒特性:硬質(zhì)泡沫聚氨酯是一種高分子熱固性保溫隔熱材料,導熱系數(shù)為0.024W/(m·K),在所有外墻用有機保溫材料中是最優(yōu)的。聚氨酯一般在202℃以下不會分解,用ASTMD1929測定聚氨酯泡沫的點燃溫度為強制點燃溫度310℃,自燃溫度415℃;聚氨酯泡沫本質(zhì)上屬于高度易燃材料,未做阻燃處理時氧指數(shù)僅為16.5%;熱固性材料在受熱時通常分解出易燃氣體,受火后形成炭化層,熱分解和燃燒的產(chǎn)物主要有氰化氫、CO、異氰酸酯等,對聚氨酯燃燒的毒性研究也比較多。
5、酚醛樹脂的熱分解與燃燒特性:酚醛樹脂泡沫材料是高效保溫材料之一,導熱系數(shù)為0.025W/(m·K)。該材料遇火焰火源時不易燃燒,在400℃以上時只灼燒或陰燃,無火焰。除去火源后可能會陰燃一段時間,發(fā)煙量很小,幾乎全部成炭。但關(guān)于其燃燒毒性的研究較少,報道的數(shù)據(jù)也不完全。
南陽銀通A級不燃YT無機活性墻體隔熱保溫綠色節(jié)能材料屬A級不燃保溫材料,安全性能非常高。完全達到公安部與住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部聯(lián)合下發(fā)的公通字[2009]46號及[2011]65號文件所規(guī)定的保溫材料A級防火標準。
外墻外保溫系統(tǒng)的采用不燃性材料或不具有傳播火焰的難燃性材料時,外墻外保溫系統(tǒng)幾乎不存在防火安全性問題。但是,在我國目前的技術(shù)條件下,聚苯乙烯泡沫和硬泡聚氨酯等可燃材料在建筑外墻外保溫系統(tǒng)中的使用最為廣泛,這是產(chǎn)生外保溫系統(tǒng)防火安全性問題的起因,而隨著節(jié)能標準的逐步提高,這個問題將更加凸顯。因此,隨著此類可燃有機保溫材料的大面積應用和使用厚度的不斷增加,建筑外墻火災或火災的蔓延問題應引起人們足夠的重視。